העיקרון והמאפיינים של חומרי נשיפה כימיים

חומרי נשיפה כימיים ניתן לחלק חומרי נשיפה כימיים גם לשני סוגים עיקריים: כימיקלים אורגניים וכימיקלים אנאורגניים. ישנם סוגים רבים של סוכני נשיפה כימיים אורגניים, בעוד סוכני נשיפה כימיים אנאורגניים מוגבלים. סוכני הנשיפה הכימיים המוקדמים ביותר (בערך 1850) היו פחמתי אורגניים פשוטים וביקרבונטים. כימיקלים אלה פולטים CO2 בעת חימום, ובסופו של דבר הם מוחלפים בתערובת של ביקרבונט וחומצת לימון מכיוון שלאחרון יש השפעה פרוגנוסטית טובה בהרבה. סוכני הקצפה אנאורגניים יותר מצוינים בימינו בעלי אותו מנגנון כימי כמו לעיל. הם פוליקרבונטים (המקור הוא פולי-פחמן
חומצות) מעורבבות עם פחמתי.

הפירוק של פוליקרבונט הוא תגובה אנדותרמית, ב -320 מעלות צלזיוס
ניתן לשחרר כ- 100 סמ"ק לגרם חומצה. כאשר ה- CO2 השמאלי והימני מחומם עוד יותר לכ -390 ° F, ישוחרר יותר גז. האופי האנדותרמי של תגובת פירוק זו עשוי להביא ליתרונות מסוימים מכיוון שפיזור החום בתהליך ההקצפה הוא בעיה גדולה. בנוסף להיותם מקור גז להקצפה, חומרים אלה משמשים לעתים קרובות כסוכני גרעין עבור חומרי קצף פיזיים. הוא האמין כי התאים הראשוניים שנוצרו כאשר חומר הנשיפה הכימי מתפרק מספקים מקום לנדידת הגז הנפלט על ידי חומר הנשיפה הפיזי.

בניגוד לסוכני הקצפה אנאורגניים, ישנם סוגים רבים של חומרי קצף כימיים אורגניים לבחירה, וגם צורותיהם הפיזיקליות שונות. בשנים האחרונות הוערכו מאות כימיקלים אורגניים העשויים לשמש כחומרי נשיפה. ישנם גם קריטריונים רבים המשמשים לשפוט. החשובים שבהם הם: בתנאים של מהירות ניתנת לשליטה וטמפרטורה צפויה, כמות הגז המשתחררת היא לא רק גדולה, אלא גם ניתנת לשחזור; הגזים והמוצקים המיוצרים על ידי התגובה אינם רעילים, וזה טוב לפילמור קצף. אסור לחפצים להיות השפעות שליליות, כגון צבע או ריח רע; לבסוף, יש נושא עלות, שהוא גם קריטריון חשוב מאוד. אותם סוכני קצף המשמשים כיום בתעשייה תואמים ביותר את הקריטריונים הללו.

חומר הקצף בטמפרטורה נמוכה נבחר מבין חומרי קצף כימיים זמינים רבים. הבעיה העיקרית שיש לקחת בחשבון היא שטמפרטורת הפירוק של חומר הקצף צריכה להיות תואמת לטמפרטורת העיבוד של הפלסטיק. שני חומרי נשיפה כימיים אורגניים התקבלו באופן נרחב עבור פוליוויניל כלוריד בטמפרטורה נמוכה, פוליאתילן בצפיפות נמוכה ושרפי אפוקסי מסוימים. הראשון הוא טולואן סולפוניל הידרזיד (TSH). מדובר באבקה צהובה שמנת עם טמפרטורת פירוק של כ -110 מעלות צלזיוס. כל גרם מייצר כ 115 סמ"ק חנקן ומעט לחות. הסוג השני הוא צלעות ביס (בנזנסולפוניל) מחומצן, או OBSH. חומר מקציף זה עשוי להיות נפוץ יותר ביישומים בטמפרטורה נמוכה. חומר זה הוא אבקה דקה לבן וטמפרטורת הפירוק הרגילה שלה היא 150 מעלות צלזיוס. אם משתמשים במפעיל כמו אוריאה או טריאתנולאמין, ניתן להפחית טמפרטורה זו לכ -130 מעלות צלזיוס. כל גרם יכול לפלוט 125 סמ"ק גז, בעיקר חנקן. המוצר המוצק לאחר פירוק OBSH הוא פולימר. אם משתמשים בו יחד עם TSH, זה יכול להפחית את הריח.

חומר קצף בטמפרטורה גבוהה עבור פלסטיק בטמפרטורה גבוהה, כגון ABS עמיד בחום, פוליוויניל כלוריד קשיח, כמה פוליפרופילן בעל אינדקס נמוך ופלסטיק הנדסי, כגון פוליקרבונט וניילון, השווה את השימוש בחומרי נשיפה עם טמפרטורות פירוק גבוהות יותר. Toluenesulfonephthalamide (TSS או TSSC) היא אבקה לבנה דקה מאוד עם טמפרטורת פירוק של כ -220 מעלות צלזיוס ותפוקת גז של 140 סמ"ק לגרם. מדובר בעיקר בתערובת של חנקן ו- CO2, עם כמות קטנה של CO ואמוניה. חומר נשיפה זה משמש בדרך כלל בפוליפרופילן וב- ABS מסוים. אך בשל טמפרטורת הפירוק שלה, היישום שלה בפוליקרבונט מוגבל. סוכן נשיפה נוסף בטמפרטורה גבוהה המבוסס על טטרזול 5 (5-PT) שימש בהצלחה בפוליקרבונט. זה מתחיל להתפרק לאט בכ 215 מעלות צלזיוס, אך ייצור הגז אינו גדול. כמות גדולה של גז לא תשוחרר עד שהטמפרטורה תגיע ל -240-250 מעלות צלזיוס, וטווח טמפרטורות זה מתאים מאוד לעיבוד פוליקרבונט. ייצור הגז הוא בערך
175 סמ"ק / גרם, בעיקר חנקן. בנוסף, ישנם כמה נגזרות טטרזול בפיתוח. יש להם טמפרטורת פירוק גבוהה יותר ופולטים יותר גז מ- 5-PT.

טמפרטורת העיבוד של מרבית התרמופלסטים התעשייתיים העיקריים של אזודיקרבונט היא כמתואר לעיל. טווח הטמפרטורות בעיבוד של תרמופלסטים פוליאולפין, פוליוויניל כלוריד וסטירן הוא 150-210 מעלות צלזיוס
. עבור סוג זה של פלסטיק, יש סוג של חומר נשיפה שאמין לשימוש, כלומר אזודיקרבונט, הידוע גם בשם אזודיקרבונמיד, או בקיצור ADC או AC. במצבו הטהור, מדובר באבקה צהובה / כתומה בכ- 200 מעלות צלזיוס
התחל להתפרק, וכמות הגז המיוצר במהלך הפירוק היא
220 סמ"ק / גרם, הגז המיוצר הוא בעיקר חנקן ו- CO, עם כמות קטנה של CO2, ומכיל גם אמוניה בתנאים מסוימים. מוצר הפירוק המוצק הוא בז '. זה לא יכול לשמש רק אינדיקטור לפירוק מוחלט, אלא גם לא משפיע לרעה על צבע הפלסטיק המוקצף.

AC הפך לסוכן קצף קצף בשימוש נרחב מכמה סיבות. מבחינת ייצור גז, AC הוא אחד מסוכני הקצף היעילים ביותר, והגז שהוא משחרר הוא בעל יעילות קצף גבוהה. יתר על כן, הגז משתחרר במהירות מבלי לאבד שליטה. AC ומוצריו המוצקים הם חומרים בעלי רעילות נמוכה. AC הוא גם אחד מחומרי הנשיפה הכימיים הזולים ביותר, לא רק מיעילות ייצור הגז לגרם, אלא גם מהפקת הגז לדולר הוא זול למדי.

בנוסף לסיבות לעיל, ניתן להשתמש באופן נרחב ב- AC בגלל מאפייני הפירוק שלו. ניתן לשנות את הטמפרטורה והמהירות של הגז המשתחרר, וניתן להתאים אותו ל-150-200 מעלות צלזיוס
כמעט כל המטרות בתחום. הפעלה, או תוספי פעולה משנים את מאפייני הפירוק של חומרי נשיפה כימיים, בעיה זו נדונה בשימוש ב- OBSH לעיל. AC מפעיל הרבה יותר טוב מכל סוכן נשיפה כימי אחר. ישנם מגוון תוספים, קודם כל, מלחי מתכת יכולים להפחית את טמפרטורת הפירוק של AC, ומידת הירידה תלויה בעיקר בסוג ובכמות התוספים שנבחרו. בנוסף, לתוספים אלה יש גם השפעות אחרות, כגון שינוי קצב שחרור הגז; או יצירת עיכוב או תקופת אינדוקציה לפני תחילת תגובת הפירוק. לכן, כמעט כל שיטות שחרור הגז בתהליך ניתנות לתכנון מלאכותי.

גודל חלקיקי ה- AC משפיע גם על תהליך הפירוק. באופן כללי, בטמפרטורה נתונה, ככל שגודל החלקיקים הממוצע גדול יותר, כך שחרור הגז איטי יותר. תופעה זו בולטת במיוחד במערכות עם מפעילים. מסיבה זו, טווח גודל החלקיקים של AC מסחרי הוא 2-20 מיקרון ומעלה, והמשתמש יכול לבחור כרצונו. מעבדים רבים פיתחו מערכות הפעלה משלהם, וחלק מהיצרנים בוחרים בתערובות שונות שהופעלו מראש המסופקות על ידי יצרני זרם חילופין. ישנם מייצבים רבים, במיוחד אלה המשמשים לפוליוויניל כלוריד, ופיגמנטים מסוימים ישמשו כמפעילים ל AC. לכן, עליך להיות זהיר בעת שינוי הנוסחה, מכיוון שמאפייני הפירוק של AC עשויים להשתנות בהתאם.

לזרם חילופין זמין בתעשייה יש ציונים רבים, לא רק מבחינת גודל החלקיקים ומערכת ההפעלה, אלא גם מבחינת נזילות. לדוגמא, הוספת תוסף ל- AC יכולה להגביר את נזילות ופיזור אבקת ה- AC. סוג זה של זרם חילופין מתאים מאוד לפלסטיזול PVC. מכיוון שניתן לפזר את חומר הקצף במלואו לפלסטיסול, זהו נושא מרכזי לאיכות המוצר הסופי מפלסטיק מוקצף. בנוסף לשימוש בציונים עם נזילות טובה, AC יכול להתפזר גם במערכות פתלט או מערכות נשא אחרות. יהיה קל לטפל בו כמו נוזלים.


זמן הודעה: 13 בינואר 2021